(57)【要約】【課題】高い磁気特性を有し、特に優れた保磁力を有するＲ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石を高収率で製造することが可能なＲ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石の製造方法を提供すること。【解決手段】Ｒ−Ｔ−Ｂ系原料合金をＨＤＤＲ処理して処理合金を調製する処理工程と、処理合金を粉砕して、平均粒径２μｍ以下の合金粉末を調製する粉砕工程と、合金粉末を磁場中成形して焼結し、焼結体を調製する焼結工程と、を有するＲ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石の製造方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｒ−Ｔ−Ｂ系原料合金（ＲはＹを含む希土類元素から選ばれる少なくとも１種の元素であり、ＴはＦｅ及びＣｏの少なくとも一方の元素である。）をＨＤＤＲ処理して処理合金を調製する処理工程と、
前記処理合金を粉砕して、平均粒径２μｍ以下の合金粉末を調製する粉砕工程と、
前記合金粉末を磁場中成形して焼結し、焼結体を調製する焼結工程と、を有するＲ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石の製造方法。
【請求項２】
前記粉砕工程の前に、前記処理合金に水素を吸蔵させる水素吸蔵工程を有する請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
構成成分として、Ｒ（但し、ＲはＹを含む希土類元素から選ばれる少なくとも１種の元素である。）、Ｂ、Ｚｒ、Ｃｏ、Ｆｅ並びにＡｌ及びＣｕの１種又は２種を含有し、各元素の含有割合が、
Ｒ：２５〜３７質量％、
Ｂ：０．５〜４．５質量％、
Ａｌ及びＣｕの１種又は２種：０．０２〜０．５質量％、
Ｚｒ：０．０３〜０．５質量％、
Ｃｏ：２質量％以下（但し、０質量％を含まず。）、
Ｆｅ：残部、であり
結晶粒の平均粒径が２μｍ以下であるＲ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｒ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｒ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石（ＲはＹを含む希土類元素から選ばれる少なくとも１種の元素であり、ＴはＦｅ及びＣｏの少なくとも一方の元素である。）は、磁気特性に優れており、希土類元素の一種であるＮｄが資源的に豊富で比較的安価であることから、各種電気機器に使用されている。このＲ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石の主な特性である保磁力（ＨｃＪ）は、焼結体組織を微細化することにより向上する。また、焼結体組織を微細化することによって、Ｒ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石の耐食性も改善することができる。
【０００３】
Ｒ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石は、従来から、粉砕によって調製された平均粒径が５μｍ程度の合金粉末を成形し、焼結することにより製造されている。Ｒ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石の結晶粒径は、焼結前の合金粉末の粒径サイズに大きく左右される。したがって、焼結体組織を微細化するためには、より小さい粒径を有する合金粉末を用いることが必要である。
【０００４】
一般に、焼結体の原料である合金粉末は、希土類元素、遷移金属元素、ボロン、その他の添加物を含む融液を回転ロール上で連続的に冷却する、いわゆるストリップキャスト法によって作製された合金を粉砕することによって調製される。ストリップキャスト法では、デンドライト構造を有する３００μｍ程度の厚みを有する合金薄体（Ｒ−Ｔ−Ｂ系希土類化合物）が形成される。
【０００５】
このデンドライト構造を形成する柱状晶は、短軸方向でも４μｍ以上の大きさを有する。このため、ストリップキャスト法で調製した合金薄体からは、粉砕により平均粒径が４〜５μｍ程度の合金粉末を得ることは可能であったものの、それよりも細かい合金粉末を得ることは困難であった。また、平均粒径がより小さい合金粉末を得るために分級機等を用いて分級を行うと、粒径の大きな合金粉末が排除されることとなり、収率が大きく低下してしまうという問題があった。
【０００６】
上述のような問題を改善するため、より微細な構造の合金を用いる必要があり、その方法のひとつとしてＨＤＤＲ法が提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００７】
従来、ＨＤＤＲ法によって処理された粉末は、そのまま成形、焼結すると粒成長が生じやすいため、最終的に得られるＲ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石の組織を十分に微細化することができず、保磁力などの磁気特性を改善することが困難であった。そのため、ホットプレスや通電焼結など、特定の焼結方法を用いる必要があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平９−６３８７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、本発明は、高い磁気特性を有し、特に優れた保磁力を有するＲ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石を高収率で製造することが可能なＲ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石の製造方法を提供することを目的とする。また、高い磁気特性を有し特に優れた保磁力を有するＲ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明は、Ｒ−Ｔ−Ｂ系原料合金をＨＤＤＲ処理して処理合金を調製する処理工程と、処理合金を粉砕して平均粒径２μｍ以下の合金粉末を調製する粉砕工程と、合金粉末を磁場中成形して焼結し、焼結体を調製する焼結工程と、を有するＲ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石の製造方法を提供する。
【００１１】
本発明によれば、優れた磁気特性を有するＲ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石を、高収率で製造することができる。このような効果が得られる理由は、以下の通りである。
【００１２】
本発明では、Ｒ−Ｔ−Ｂ系原料合金をＨＤＤＲ処理して、原料合金の結晶粒の微細化を行っている。そして、ＨＤＤＲ処理によって得られた処理合金を、さらに粉砕することによって、十分に微細な合金粉末を調製している。このように、十分に微細な合金粉末を用いて焼結を行っているため、Ｒ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石の組織を微細化することが可能となり、残留磁束密度を維持しつつ保磁力を向上することができる。また、ＨＤＤＲ処理と粉砕の双方を行っているため、Ｒ−Ｔ−Ｂ系原料合金を有効に使用することができる。したがって、高い磁気特性を有するＲ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石を高収率で製造することができる。
【００１３】
なお、本発明における「Ｒ」は、Ｙを含む希土類元素から選ばれる少なくとも１種の元素であり、「Ｔ」はＦｅ及び／又はＣｏである。すなわち、Ｒは、Ｙ（イットリウム），Ｌａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ及びＬｕから選ばれる少なくとも１種の元素である。
【００１４】
本発明の製造方法は、粉砕工程の前に、処理合金に水素を吸蔵させる水素吸蔵工程を有することが好ましい。本発明では、ＨＤＤＲ処理された処理合金及び微細な合金粉末を経てＲ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石を作製しているが、このような処理合金や合金粉末は活性が高く、容易に窒化または酸化されてしまう傾向がある。このため、上述のような水素吸蔵工程によって、ＨＤＤＲ処理された処理合金に水素を吸蔵させることが有効である。これによって、活性な希土類元素が不活性化され、粉砕工程や焼結工程における窒化物や酸化物の生成を低減することが可能となり、Ｒ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石の残留磁束密度を維持しつつ保磁力を一層向上させることができる。
【００１５】
本発明の製造方法の粉砕工程では、処理合金を粉砕して合金粉末を調製する。これによって、配向性が向上し保磁力及び残留磁束密度などの磁気特性に一層優れるＲ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石を得ることができる。
【００１６】
本発明ではまた、構成成分として、Ｒ（但し、ＲはＹを含む希土類元素から選ばれる少なくとも１種の元素である。）、Ｂ、Ｚｒ、Ｃｏ、Ｆｅ並びにＡｌ及びＣｕの１種又は２種を含有し、各元素の含有割合が、
Ｒ：２５〜３７質量％、
Ｂ：０．５〜４．５質量％、
Ａｌ及びＣｕの１種又は２種：０．０２〜０．５質量％、
Ｚｒ：０．０３〜０．５質量％、
Ｃｏ：２質量％以下（但し、０質量％を含まず。）、
Ｆｅ：残部、であり、
結晶粒の平均粒径が２μｍ以下であるＲ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石を提供する。
【００１７】
このようなＲ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石は、高い磁気特性を実現するために好適な組成を有するうえに、十分に微細化された結晶粒を有するため、優れた保磁力を有するものとなる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、高い磁気特性を有し、特に優れた保磁力を有するＲ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石を高収率で製造することが可能なＲ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石の製造方法を提供することができる。また、本発明によれば、高い磁気特性を有し、特に優れた保磁力を有するＲ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本実施形態に係るＲ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石の微細構造の一例を示す電子顕微鏡写真である。
【図２】従来のＲ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石の微細構造の一例を示す電子顕微鏡写真である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、場合により図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。本実施形態のＲ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石の製造方法は、Ｒ−Ｔ−Ｂ系原料合金を準備する準備工程と、Ｒ−Ｔ−Ｂ系原料合金にＨＤＤＲ処理を施して処理合金であるＨＤＤＲ粉を調製するＨＤＤＲ処理工程と、ＨＤＤＲ粉に水素ガスを吸蔵させる水素吸蔵工程と、水素ガスを吸蔵させたＨＤＤＲ粉を粉砕して平均粒径が２μｍ以下である合金粉末を得る粉砕工程と、合金粉末を磁場中成形して焼結し、焼結体を得る焼結工程と、焼結体に時効処理を施す時効処理工程とを有する。以下、各工程の詳細について説明する。
【００２１】
準備工程では、例えばストリップキャスト法により、Ｒ−Ｔ−Ｂ系希土類化合物であるＲ−Ｔ−Ｂ系原料合金を準備する。Ｒ−Ｔ−Ｂ系原料合金の組成は、最終的に得られるＲ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石の組成と同じとしてもよい。また、２合金法を採用する場合は、組成の異なる２種類のＲ−Ｔ−Ｂ系原料合金を準備してもよい。Ｒ−Ｔ−Ｂ系原料合金の組成や配合比は、目的とするＲ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石の組成に応じて、適宜変更することができる。
【００２２】
Ｒ−Ｔ−Ｂ系原料合金の調製方法は、ストリップキャスト法に限定されるものではなく、例えば、公知の溶解法等で行ってもよい。
【００２３】
ＨＤＤＲ処理工程では、準備工程で調製したＲ−Ｔ−Ｂ系原料合金にＨＤＤＲ処理を施してＨＤＤＲ粉（処理合金）を調製する。ＨＤＤＲ（Hydrogenation Decomposition Desorption Recombination、水素化相分解・脱水素再結合）は、例えば（ｉ）水素吸蔵処理、（ｉｉ）脱水素処理の２段階で行うことができる。
【００２４】
（ｉ）水素吸蔵処理では、Ｒ−Ｔ−Ｂ系原料合金を、水素ガス雰囲気中、７００〜９００℃の温度で０．５〜５時間保持する。これにより、Ｒ−Ｔ−Ｂ系原料合金が相分解する。
【００２５】
（ｉｉ）脱水素処理では、窒素ガスを導入することにより、水素ガスの分圧を例えば１００Ｐａ以下にまで低下させ、相分解したＲ−Ｔ−Ｂ系原料合金から、水素を除去する。脱水素処理により、Ｒ−Ｔ−Ｂ系原料合金が再結晶組織化される。
【００２６】
上述の（ｉ）水素吸蔵処理、（ｉｉ）脱水素処理の温度及び時間等の処理条件は、Ｒ−Ｔ−Ｂ系原料合金の組成に応じて調整することができる。なお、組成が互いに異なる２種類以上のＨＤＤＲ粉を用いる場合は、別々にＨＤＤＲ処理を行ってもよく、一緒にＨＤＤＲ処理を行ってもよい。ＨＤＤＲ処理によって得られるＨＤＤＲ粉は、粒径が１μｍ以下の再結晶粒子が複数集合した集合組織となっている。
【００２７】
水素吸蔵工程では、ＨＤＤＲ粉を水素ガス雰囲気下で保持することによって、ＨＤＤＲ粉に水素を吸蔵させる。水素吸蔵工程は、水素ガス雰囲気下、圧力０．０５〜０．２５ＭＰａの圧力、温度２０〜１００℃、保持時間０．５〜５時間の条件で行うことが好ましい。
【００２８】
粉砕工程では、水素吸蔵工程で得られたＨＤＤＲ粉を粉砕して合金粉末を調製する。粉砕工程では、低酸素雰囲気下で、ＨＤＤＲ粉を平均粒径２μｍ以下になるまで粉砕する。粉砕後の合金粉末の平均粒径は、２μｍ以下であり、好ましくは１．８μｍ以下である。合金粉末の平均粒径の下限に特に制限はないが、工程短縮の観点から、好ましくは０．５μｍ以上であり、より好ましくは１．０μｍ以上である。なお、本実施形態における合金粉末の平均粒径は、市販の粒度分布計を用いて測定される体積平均粒子径である。
【００２９】
粉砕は、ステアリン酸亜鉛やオレイン酸アミド等の添加剤を、ＨＤＤＲ粉を基準として０．０１〜０．３質量％程度添加して粉砕することが好ましい。これによって、合金粉末を成形する際の配向性を向上させることができる。粉砕には、ジェットミル、ボールミル（乾式・湿式）、振動ミル、湿式アトライター等を用いることができる。
【００３０】
例えば、ジェットミルを用いる場合、分級機を備えたジェットミルを用いることによって、粗粒分級を行うことができる。これによって、所望の平均粒径を有する合金粉末を容易に調製することができる。ジェットミルによる粉砕方法は、高圧の不活性ガス（例えば窒素ガス）を狭いノズルより開放して高速のガス流を発生させ、この高速のガス流により粗粒であるＨＤＤＲ粉を加速し、ＨＤＤＲ粉同士の衝突やターゲット又は容器壁との衝突を発生させて粉砕する方法である。
【００３１】
粉砕工程において、組成が互いに異なる複数種類のＨＤＤＲ粉を別々に粉砕する場合、粉砕後の合金粉末を例えばナウターミル等を用いて混合することが好ましい。
【００３２】
焼結工程では、まず、粉砕工程で調製した合金粉末を磁場中で成形して成形体を作製する。磁場中成形は、例えば、９５５〜１３５３ｋＡ／ｍ（１２．０〜１７．０ｋＯｅ）の磁場中で、６９〜１９６ＭＰａ（０．７〜２．０ｔ／ｃｍ２）で加圧して行えばよい。
【００３３】
次に、成形体を真空又は不活性ガス雰囲気中で焼結して焼結体を作製する。焼結温度及び焼結時間は、例えば、それぞれ９００〜１１００℃及び１〜５時間とすることができる。焼結工程における焼結条件は、Ｒ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石の保磁力（ＨｃＪ）に大きく影響するため、組成、粉砕方法、粒度、粒度分布などに応じて、焼結条件を適宜設定することが好ましい。
【００３４】
時効処理工程では、焼結体を真空又は不活性ガス雰囲気下、所定温度で所定時間保持することによって、Ｒ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石を得る。時効処理は、約８００℃及び約５００℃の温度において、それぞれ所定時間（例えば０．１〜５時間）保持する２段階処理としてもよく、約５００℃の温度で所定時間（例えば０．１〜５時間）保持する１段階処理としてもよい。時効処理を施すことによって、Ｒ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石の保磁力を一層向上させることができる。
【００３５】
上述の製造方法によって得られるＲ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石は、十分に組織が微細化されており、優れた磁気特性（特に保磁力）を有している。上述の実施形態の製造方法では、磁気特性に優れるＲ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石を高収率で得ることができる。このため、上記実施形態に係る製造方法は、歩留まりがよく、量産化に特に適している。なお、本実施形態のＲ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石の製造方法では、上述のＨＤＤＲ処理工程から焼結工程までの各工程における雰囲気は、酸素濃度が１００ｐｐｍ未満である低酸素雰囲気とすることが好ましい。
【００３６】
次に、本発明のＲ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石の好適な実施形態について説明する。本実施形態のＲ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石は、上述の製造方法によって得ることができる。本実施形態に係るＲ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石は、構成成分として、Ｒ（但し、ＲはＹを含む希土類元素から選ばれる少なくとも１種の元素である。）、Ｂ、Ｚｒ、Ｃｏ、Ｆｅ並びにＡｌ及びＣｕの１種又は２種を含有する。ここで、「構成成分」とは、Ｒ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石に含まれる主要な成分であり、磁気特性の向上に寄与している成分をいう。すなわち、本実施形態のＲ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石は、優れた保磁力を有するという効果が損なわれない範囲で、上記構成成分とは異なる不可避不純物を含んでいてもよい。
【００３７】
このＲ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石における、Ｒの含有量は２５〜３７質量％であり、好ましくは２８〜３５質量％であり、より好ましくは２９〜３３質量％である。なお、Ｒ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石における各元素の「質量％」は、Ｒ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石全体に対する質量割合である。
【００３８】
Ｒの含有量が２５質量％未満であると、Ｒ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石の主な結晶相であるＲ２Ｔ１４Ｂ相の生成量が減って、軟磁性を有するα−Ｆｅなどが析出しやすくなり、優れた保磁力が損なわれる。一方、Ｒが３７質量％を超えると主な結晶相であるＲ２Ｔ１４Ｂ相の体積比率が低下し、残留磁束密度が低下する。また、Ｒと酸素との反応によって酸素含有量が増加し、これに伴って保磁力の向上に有効なＲリッチ相が減少する傾向がある。
【００３９】
Ｎｄ、Ｐｒは資源的に豊富で比較的安価であることから、Ｒ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石は、ＲとしてＮｄ及びＰｒの少なくとも一方の元素を含むことが好ましく、特にＮｄを含むことが好ましい。また、保磁力向上の観点から、ＲとしてＴｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ及びＬｕから選ばれる１種以上の重希土類元素を含むことが好ましい。
【００４０】
Ｒ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石におけるホウ素（Ｂ）の含有量は、０．５〜４．５質量％であり、好ましくは０．５〜１．５質量％であり、より好ましくは０．８〜１．２質量％である。Ｂが０．５質量％未満であると、優れた保磁力が損なわれ、Ｂが４．５質量％を超えると残留磁束密度が低下する。
【００４１】
Ｒ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石におけるＺｒの含有量は、０．０３〜０．５０質量％であり、好ましくは０．０５〜０．２質量％であり、より好ましくは０．１〜０．１５質量％である。Ｚｒは、焼結工程での結晶粒の異常粒成長を抑制する作用を有するため、組織の微細化に寄与する。Ｚｒが０．０３質量％未満であると粒成長抑制効果が得られず、Ｚｒ０．５０質量％を超えると、高い磁気特性が得られない。
【００４２】
Ｒ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石は、Ａｌ及びＣｕの少なくとも一方を、合計で０．０２〜０．５質量％含有する。この範囲でＡｌ及びＣｕの少なくとも一方を含有すると、保磁力を高くすることが可能となり、また、耐食性、温度特性を向上させることが可能となる。Ａｌを含有する場合、Ａｌの含有量は好ましくは０．０３〜０．３質量％であり、より好ましくは、０．０５〜０．２５質量％である。また、Ｃｕを含有する場合、Ｃｕの含有量は、好ましくは０．１５質量％以下（０を含まず）であり、より好ましくは０．０３〜０．１２質量％である。
【００４３】
Ｒ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石におけるＣｏの含有量は、２質量％以下（０を含まず）であり、好ましくは０．１〜１．０質量％であり、より好ましくは０．３〜０．７質量％である。ＣｏはＦｅと同様の相を形成するが、Ｃｏを含有することによって、キュリー温度及び粒界相の耐食性を向上することができる。
【００４４】
本実施形態に係るＲ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石は、必須元素である、上述のＲ、Ｂ、Ｚｒ、Ｃｏ、Ｆｅ並びにＡｌ及びＣｕの１種又は２種の他に、不可避的不純物を含んでいてもよい。
【００４５】
Ｒ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石における酸素（Ｏ）の含有量は低いほど好ましく、Ｒ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石は酸素を全く含んでいないことがより好ましい。ただし、製造プロセス上、酸素を全く含んでいないＲ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石を製造することは困難である。このような観点から、酸素の含有量は、好ましくは０．２質量％以下であり、より好ましくは０．１５質量％以下であり、さらに好ましくは０．１質量％以下である。
【００４６】
Ｒ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石は、優れた保磁力を有するという効果が損なわれない範囲で、上述の必須元素とは異なる他の元素を含有していてもよい。例えば、Ｇａを０．１〜０．５質量％含有することによって、保磁力を一層向上することができる。Ｇａ以外の他の元素としては、Ｔｉ、Ｂｉ、Ｓｎ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｓｉ、Ｖ、Ａｇ、Ｇｅ等の元素を挙げることができる。ただし、高い磁気特性を維持する観点から、Ｇａ以外の他の元素の含有量は、総量で好ましくは１質量％以下であり、より好ましくは０．５質量％以下である。
【００４７】
本実施形態のＲ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石の結晶粒の平均粒径は、２μｍ以下であり、より好ましくは１．８μｍ以下である。Ｒ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石の結晶粒の平均粒径の下限に特に制限はないが、製造の容易性の観点から、好ましくは０．５μｍ以上である。本実施形態のＲ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石の結晶粒の平均粒径は、２０００倍に拡大した走査型電子顕微鏡の観察画面において、５０μｍ×５０μｍの視野における結晶粒の粒径の平均値として求めることができる。
【００４８】
図１は、本実施形態に係るＲ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石の微細構造の一例を示す電子顕微鏡写真である。このＲ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石は、上述の製造方法によって製造されるものであり、結晶粒の平均粒径が２μｍ以下である。
【００４９】
図２は、従来のＲ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石の微細構造の一例を示す電子顕微鏡写真である。図２のＲ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石は、ＨＤＤＲ処理を行わずに、ジェットミルによる粉砕によって得られた平均粒径３μｍの合金粉末を用いて製造されたものであり、結晶粒の平均粒径が２μｍを超えている。
【００５０】
図１と図２とを比較すると、本実施形態のＲ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石は、従来のものよりも十分に微細化された結晶粒で構成されている。このような微細構造を有することから、本実施形態のＲ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石は優れた保磁力を有している。
【００５１】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではない。例えば、水素吸蔵工程を行わずに、ＨＤＤＲ処理工程に引き続いて粉砕工程を行ってもよい。
【実施例】
【００５２】
実施例及び比較例を用いて本発明の内容をより詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００５３】
［Ｒ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石の作製］
（実施例１）
＜準備工程＞
ストリップキャスト法により、下記組成を有するＲ−Ｔ−Ｂ系原料合金ａを調製した。
Ｎｄ：２９質量％
Ｄｙ：１．０質量％
Ｃｏ：１．０質量％
Ｃｕ：０．１質量％
Ａｌ：０．１質量％
Ｚｒ：０．２質量％
Ｂ：１．０質量％
Ｆｅ及び不可避的不純物：残部
【００５４】
上述のＲ−Ｔ−Ｂ系原料合金ａは、不可避的不純物（合計で０．１質量％以下）を含んでいた。
【００５５】
＜ＨＤＤＲ処理工程＞
調製したＲ−Ｔ−Ｂ系原料合金ａに、ＨＤＤＲ処理を施して、ＨＤＤＲ粉を調製した。具体的には、まず、８００℃で水素ガス雰囲気中に１時間保持して、Ｒ−Ｔ−Ｂ系原料合金ａを水素化相分解させた。次に、Ａｒガスを導入して雰囲気をＡｒガスに切り替えた後、真空引きを行って処理雰囲気を減圧下にし、８００℃で１時間保持して、脱水素処理を行い、再結晶粒子化されたＨＤＤＲ粉を得た。ＨＤＤＲ粉は０．２〜１μｍ程度の粒径を有する複数の再結晶粒子からなる集合組織を有していた。
【００５６】
＜水素吸蔵工程＞
ＨＤＤＲ粉を、水素ガス雰囲気下、圧力０．１ＭＰａ、室温の条件で、２時間保持し、ＨＤＤＲ粉に水素を吸蔵させた。
【００５７】
＜粉砕工程＞
水素を吸蔵させたＨＤＤＲ粉に、ステアリン酸亜鉛を、ＨＤＤＲ粉全体を基準として０．１質量％添加し、高圧窒素ガスを用いる分級機を備えたジェットミルにより微粉砕を行い、平均粒径が１．５μｍの合金粉末を得た。合金粉末の平均粒径は、粒度分布測定装置（（株）日本レーザー製、商品名：ＨＥＬＯＳ＆ＲＯＤＯＳ）を用い、体積平均粒子径として測定した。
【００５８】
＜焼結工程＞
得られた合金粉末を１２００ｋＡ／ｍ（１５ｋＯｅ）の磁場中において、１４７ＭＰａ（１．５ｔｏｎ／ｃｍ２）で加圧成形して成形体を得た。この成形体を真空中、９５０〜１０５０℃で４時間加熱し、焼結体を得た。なお、処理工程から粉砕工程までは、低酸素雰囲気下で行った。
【００５９】
得られた焼結体に、Ａｒ雰囲気中、５００℃、１時間の条件で時効処理を施し、実施例１のＲ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石を得た。
【００６０】
（実施例２）
水素吸蔵工程を行わなかったこと以外は実施例１と同様にして焼結体を調製し、実施例２のＲ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石を得た。
【００６１】
（比較例１）
粉砕工程における分級機の分級回転数を変えて、平均粒径が２．５μｍの合金粉末を調製し、当該合金粉末を用いて焼結工程を行ったこと以外は実施例１と同様にして、比較例１のＲ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石を得た。
【００６２】
（比較例２）
粉砕工程における分級機の分級回転数を変えて、平均粒径が４．５μｍの合金粉末を調製し、当該合金粉末を用いて焼結工程を行ったこと以外は実施例１と同様にして、比較例２のＲ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石を得た。
【００６３】
（比較例３）
ＨＤＤＲ処理を行わず、粉砕工程で分級回転数を変えて、平均粒径が２．１μｍの合金粉末を調製し、当該合金粉末を用いて焼結工程を行ったこと以外は実施例１と同様にして、比較例３のＲ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石を得た。
【００６４】
（比較例４）
ＨＤＤＲ処理を行わず、粉砕工程で分級回転数を変えて、平均粒径が３．２μｍの合金粉末を調製し、当該合金粉末を用いて焼結工程を行ったこと以外は実施例１と同様にして、比較例４のＲ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石を得た。
【００６５】
（比較例５）
ＨＤＤＲ処理を行わず、粉砕工程で分級回転数を変えて、平均粒径が４．３μｍの合金粉末を調製し、当該合金粉末を用いて焼結工程を行ったこと以外は実施例１と同様にして、比較例５のＲ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石を得た。
【００６６】
（実施例３）
ストリップキャスト法により、下記組成を有するＲ−Ｔ−Ｂ系原料合金ｂを調製した。
Ｎｄ：３１．０質量％
Ｃｏ：１．０質量％
Ｃｕ：０．１質量％
Ａｌ：０．１質量％
Ｚｒ：０．２質量％
Ｂ：１．０質量％
Ｆｅ及び不可避的不純物：残部
【００６７】
上述のＲ−Ｔ−Ｂ系原料合金ｂは、不可避的不純物（合計で０．１質量％以下）を含んでいた。このＲ−Ｔ−Ｂ系原料合金ｂを用いてＨＤＤＲ処理工程を行ったこと、及び平均粒径が１．３μｍの合金粉末を用いて焼結工程を行ったこと以外は、実施例１と同様にして実施例３のＲ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石を作製した。なお、合金粉末の平均粒径は、粉砕工程における分級回転数を変えることによって調整した。
【００６８】
（実施例４）
粉砕工程における分級機の分級回転数を変えて、平均粒径が１．７μｍの合金粉末を調製し、当該合金粉末を用いて焼結工程を行ったこと以外は、実施例３と同様にして、実施例４のＲ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石を作製した。
【００６９】
（実施例５）
ストリップキャスト法により、下記組成を有するＲ−Ｔ−Ｂ系原料合金ｃを調製した。
Ｎｄ：３１．２質量％
Ｃｏ：１．０質量％
Ｃｕ：０．１質量％
Ａｌ：０．２質量％
Ｚｒ：０．２質量％
Ｂ：１．０質量％
Ｇａ：０．３質量％
Ｆｅ及び不可避的不純物：残部
【００７０】
上述のＲ−Ｔ−Ｂ系原料合金ｃは、不可避的不純物（合計で０．１質量％以下）を含んでいた。このＲ−Ｔ−Ｂ系原料合金ｃを用いてＨＤＤＲ処理工程を行ったこと、及び平均粒径が１．２４μｍの合金粉末を用いて焼結工程を行ったこと以外は、実施例１と同様にして実施例５のＲ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石を作製した。なお、合金粉末の平均粒径は、粉砕工程における分級回転数を変えることによって調整した。
【００７１】
（実施例６）
ストリップキャスト法により、下記組成を有するＲ−Ｔ−Ｂ系原料合金ｄを調製した。
Ｎｄ：３１．０質量％
Ｃｏ：１．０質量％
Ｃｕ：０．１質量％
Ａｌ：０．３質量％
Ｚｒ：０．２質量％
Ｂ：１．０質量％
Ｆｅ及び不可避的不純物：残部
【００７２】
上述のＲ−Ｔ−Ｂ系原料合金ｄは、不可避的不純物（合計で０．１質量％以下）を含んでいた。このＲ−Ｔ−Ｂ系原料合金ｄを用いてＨＤＤＲ処理工程を行ったこと、及び平均粒径が１．２５μｍの合金粉末を用いて焼結工程を行ったこと以外は、実施例１と同様にして実施例６のＲ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石を作製した。なお、合金粉末の平均粒径は、粉砕工程における分級回転数を変えることによって調整した。
【００７３】
［微細組織の評価］
上述の通り調製した各実施例及び各比較例のＲ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石の断面を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ，倍率：２０００倍）で観察した。ＳＥＭ観察画面において、５０μｍ×５０μｍの視野中の粒子の粒径を測定し、測定値の平均値をそれぞれのＲ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石の結晶粒径とした。結果を表１に示す。
【００７４】
［磁気特性の評価］
Ｂ−Ｈトレーサーを用いて、各実施例及び各比較例で得られた希土類焼結磁石のＢｒ（残留磁束密度）及びＨｃＪ（保磁力）をそれぞれ測定した。得られた結果を表１にまとめて示す。
【００７５】
【表１】
2010219499.tif 000002
【００７６】
表１に示す結果から、実施例１〜６のＲ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石は、微細な結晶粒を有しており、十分な残留磁束密度を維持しつつ優れた保磁力を有していた。また、実施例１〜６では、十分に高い収率でＲ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石を得ることができた。なお、ここでいう収率とは、使用した原料（Ｒ−Ｔ−Ｂ系原料合金）に対する最終製品（Ｒ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石）の質量比率として計算される値である。
【００７７】
一方、比較例１及び２のＲ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石は、結晶粒径が大きく、保磁力が実施例１及び２よりも劣っていた。また、ＨＤＤＲ処理を行わずに合金粉末を調製してＲ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石を作製した比較例３〜５では、合金粉末を十分に微細化することが困難であり、結晶粒径が実施例１〜６よりも大きくなった。また、粉砕工程で排除される合金粉末の量が多かったため、収率も低かった。
【図１】
2010219499.tif 000003
【図２】
2010219499.tif 000004